Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
7.95 Mб
Скачать

две измерительные приставки. В этих случаях желательно произ­ водить измерения синхронно и фотографии с экранов делать с од­ ной и той же экспозицией. При наличии двух измерительных при­ ставок это можно выполнить следующим образом. Одна пара дат­

чиков смещается по отношению к другой на величину

(м + 1 /2 )/,

где п — целое число, t — шаг лопаток. (Для измерения

резонанс­

ных колебаний величина этого смещения должна быть как можно ближе к 1 / 4 периода колебаний лопаток; для определения частоты колебаний она должна быть как можно меньше). Сигналы с выхо­ дов приставок подаются на соответствующие входы одного элект­ ронного осциллографа, причем оборотный датчик используется общий, а его сигнал подается в осциллограф через одну из при­ ставок. При таком включении приставок и такой расстановке дат­ чиков на экране электронно-лучевой трубки появится строк вдвое больше числа лопаток в колесе. Нечетные строки будут соответ­ ствовать первой по вращению колеса паре датчиков, четные — второй паре. Соответствие строк и лопаток устанавливается по расстановке датчиков (см. разд. 5.1.1).

Наличие автоматической задержки допускает подключение к прибору ЭЛУРА-5 прибора ЦИКЛ. В этом случае при произволь­ ной расстановке датчиков путем введения определенной задержки можно установить срабатывание сигнализатора на заранее задан­ ную величину амплитуды колебаний лопаток и при дальнейшей работе обходиться без участия оператора.

4.4.1. Функциональная схема прибора ЭЛУРА-5

Функциональная схема прибора, представленная на рис. 4.2, мало отличается от функциональной схемы измерительно-форми- рующей части прибора ЭЛУРА-ЗМ. Основная разница состоит в том. что задержка здесь автоматизирована.

Управление развертками и задержкой осуществляется током, пропорциональным частоте вращения, а не частоте следования ло­ паток, как это сделано в приборе ЭЛУРА-ЗМ, что упрощает схе­ мы автоматических строчной и оборотной разверток и автомати­ ческой задержки и кроме того облегчает определение масштаба изображения, так как масштаб в этом случае не зависит от числа лопаток. Это удобно еще и потому, что при подключений прибора к любой из ступеней компрессора, масштаб на экране прибора не изменяется.

Прибор действует следующим образом. На входы трех форми­ рователей поступают импульсы от корневого Дк, периферийного Дп и оборотного До датчиков. С выходов формирователей корот­ кие положительные импульсы поступают:

с формирователя импульсов датчика Дк на схему автомати­ ческой строчной развертки, обеспечивающей формирование пило­ образных импульсов постоянной амплитуды, длительность кото­ рых изменяется обратно пропорционально частоте вращения;

— с выхода формирователя импульсов Дп на схему автоматы; ческой задержки, действующей таким образом, что метка, уста­ новленная вручную на середину строки, будет оставаться так в широком диапазоне изменения частоты вращения;

Рис. 4.2. Функциональная схема прибора ЭЛУРА-5

— с выхода формирователя

импульсов датчика

Д 0 на вход

оборотной развертки, формирующей пилообразные

напряжение

амплитуда которых не зависит от частоты вращения.

 

На преобразователь «частота—напряжение» импульсы посту­

пают также с формирователя

импульсов датчика Д0.

Управляю­

щее напряжение, вырабатываемое преобразователем, по трем ка­ налам поступает в блоки строчной и оборотной разверток и блок временной задержки.

4.4.2. Формирователи импульсов

Для унификации элементов прибора ЭЛУРА-5 формирователи импульсов датчиков Дк, Дп и До выполнены по совершенно одина­ ковым схемам. Формирование границ измеряемых временных интервалов в приборе ЭЛУРА-5 осуществляется так же, как и во всех предыдущих модификациях прибора ЭЛУРА путем много­ кратного покаскадного усиления сигнала датчика с одновремен­ ным двухсторонним ограничением. Это обеспечивает формирова­ ние границ в момент перехода импульса датчика через нулевой уровень, т. е. в тот момент, когда ось датчика совпадает с осью возбудителя и крутизна импульса максимальна (см. разд. 3.2.1). Поэтому блок-схема формирователей прибора ЭЛУРА-5 (рис.

4.3) практически не отличается от блок-схемы формирователей прибора ЭЛУРА-ЗМ.

Электрическая схема формирователя представлена на рис. 4.4. Вход его представляет собой диодный двухсторонний ограничи­ тель с порогом ограничения 300... 500 мВ. Ограниченный сверху и снизу импульс поступает на первый усилитель-ограничитель, ох­ ваченный глубокой отрицательной обратной связью по постоянно-

Рис. 4.3. Блок-схема формирователя импульсов

му и переменному току. Каскады усиления (транзисторы Т1 и Т2) выбраны таким образом, чтобы получить одинаковые по амплиту­ де отрицательные и положительные полуволны с размахом около 4 .6 В.

Для более точного определения момента перехода импульсов через -нулевой уровень они усиливаются еще раз. Для этого через согласующий эмиттерный повторитель ТЗ они поступают на следующий ограничитель. Уровень ограничения определяется ти­ пом диодов Д4 и Д5, а также сопротивлением R16. Для кремние­ вых диодов этот уровень составляет 200 .400 мВ.

Вг

Ограниченные с двух сторон импульсы усиливаются затем трехкаскадным усилителем, выполненным -на транзисторах Т4

Т7 Выбор усилителей с непосредственными связями позволил сократить число элементов схемы и улучшить качество формиро­ вания импульсов. Глубокая отрицательная обратная связь по пос­ тоянному току обеспечивает высокую температурную стабиль­ ность усилителя. При наладке усилителя надо подобрать сопротивление R15 так, чтобы постоянное напряжение между кол­ лектором и эмиттером транзистора Тб было равно половине нап­

ряжения источника питания. При этом автоматически устанавли­ вается оптимальный режим работы усилителя. Коэффициент усиле­ ния определяется величиной сопротивления R19 и может изменять­

ся от

150

до 80000 Ом при установке входного сопротивления

от 50

до 2

кОм соответственно. Для устранения самовозбуждения

и уменьшения связи между каскадами первый и второй усилителиограничители питаются через отдельные параметрические стаби­ лизаторы, выполненные на кремниевых стабилитронах ДЗ и Д4.

Продифференцированные импульсы с выхода усилителя посту­ пают на вход ждущего блокинг-генератора (транзисторы Т8 и T9).

На

транзисторе

Т8 собран усилитель запускающих импульсов.

Положительные

короткие импульсы открывают транзистор Т8 .

С

его коллектора снимаются отрицательные импульсы, которые

запускают собственно блокинг-генератор, собранный на транзис­ торе T9.

Сопротивление R25 уменьшает влияние разброса параметров транзисторов на длительность импульсов, снимаемых с дополни­

тельной обмотки

трансформатора. При выбранных параметрах

схемы выходные импульсы имеют длительность менее 1 мкс и

амплитуду 6 .8

В.

 

4.4.3. Оборотная развертка

Оборотная развертка состоит из формирователя оборотных им­ пульсов, ждущего мультивибратора, инвертера, ключа, зарядной

емкости

и токостабилизирующего двухполюсника (рис. 4.5).

При

поступлении

поло­

жительных импульсов с вы­

хода

формирователя

(рис.

4.6, а)

 

на вход

ждущего

мультивибратора

(транзис­

торы

Т1

и Т2, рис. 4.7)

пос­

ледний срабатывает и на его

выходе

появляются

импуль­

сы (см. рис. 4.6 6 ),

которые

затем

инвертируются

тран­

зистором ТЗ (см. рис. 4.6, в) Рис. 4.5. Блок-схема оборотной развертки

иуправляют ключом на

транзисторе Т4 (см. рис. 4.7). При открытии транзистора Т4 про­ исходит быстрый заряд емкости СЗ до напряжения, равного напря­ жению питания. Таким образом формируется обратный ход раз­ вертки, длительность которого определяется длительностью импульса ждущего мультивибратора. Эта длительность выбрана меньше минимального значения периода следования лопаток для того, чтобы исключить попадание строчек на обратный ход оборот­

ной развертки.

После окончания импульса мультивибратора транзистор Т4 закрывается й емкость разряжается через токостабилизирующин

двухполюсник на транзисторе Т5,

обеспечивающий линейность

спадающего пилообразного напряжения.

на

Работа токостабилизирующего

двухполюсника основана

том, что ток коллектора транзистора, включенного по схеме

с об-

Рис. 4.6. Диаграмма работы оборотной развертки

щей базой, мало зависит от напряжения на коллекторе. Для того чтобы амплитуда пилообразного напряжения не изменялась при изменении частоты вращения ротора, в цепь эмиттера транзисто­ ра Т5 включен управляющий преобразователь частоты следова­ ния импульсов оборотного датчика в ток (см. разд. 4.4.5). Так

Рис. 4.7 Электрическая схема оборотной развертки

как ток коллектора транзистора Т5 приблизительно равен току эмиттера, разряд конденсатора СЗ происходит тем быстрее, чем больше частота вращения ротора (см. рис. 4.6, г) Это обеспечи­